ChemAI 智能化学教学平台产品系统

说明三大痛点：抽象概念难理解、实验条件受限、个性化学习需求
项目定位：面向高中化学学生和教师
解决方案：通过AI和3D可视化技术解决核心问题
通过AI技术和3D可视化技术，为高中化学教学提供智能化的辅助工具。平台面向高中化学学生和教师，解决化学学习中"理解难、实验少、答疑慢"的核心问题，通过AI智能问答、3D分子可视化、实验模拟等功能，降低学习门槛，提升教学效率，让抽象的化学知识变得直观易懂。

1. AI智能问答模块：集成OpenAI GPT-4，支持自然语言提问，流式输出答案，多轮对话记忆上下文，支持化学方程式和公式的Markdown渲染，为学生提供24小时在线答疑服务。

2. 3D分子模型可视化：使用Three.js技术实现分子结构的3D渲染，支持旋转、缩放、平移交互，内置20+常见分子库（H2O、CO2、CH4等），展示原子、化学键、分子构型，帮助学生直观理解分子结构。

3. 化学方程式配平工具：AI辅助自动配平化学方程式，提供详细配平步骤说明，支持氧化还原反应，进行质量守恒验证，帮助学生掌握配平方法。

4. 实验演示模块：提供19个常见化学实验的详细说明，包括实验步骤、安全注意事项、预期结果、原理解释，支持Bilibili视频链接观看实验过程，可拖拽视频弹窗播放。

5. 知识图谱：树形结构展示化学知识体系，包含基础化学、有机化学、无机化学等大类，知识点之间建立关联关系，支持搜索和导航，帮助学生构建知识网络。

6. 化学计算器：支持8种计算类型（摩尔质量、物质的量浓度、稀释计算、元素质量分数、pH值、理想气体定律、化学计量、化学平衡），提供详细计算步骤和公式说明。

7. 元素周期表可视化：交互式周期表，支持分类筛选、属性热力图（电负性、熔点、密度）、元素对比功能（最多4个元素），高亮显示周期和族，丰富的元素详细信息展示。

8. 化学反应模拟器：3D可视化化学反应过程，使用Three.js展示反应物和生成物的分子结构，支持方程式自动配平，动画展示反应过程。

9. 化学式编辑器：支持LaTeX渲染化学式，计算摩尔质量、元素组成、百分含量，提供统计分析和数学公式输入输出功能。

10. 课程计划管理：教师专用功能，支持创建和管理课程计划，包含教学目标、课程大纲、教学资源、

1. 前端架构设计与开发：使用React 18 + TypeScript构建整个前端应用，设计组件化架构，实现12个功能模块的完整开发，确保代码质量和可维护性。

2. 3D可视化实现：基于Three.js和@react-three/fiber实现3D分子模型渲染、化学反应模拟、化学键合可视化等复杂3D场景，处理原子、化学键、电子轨道等3D对象的渲染和动画。

3. AI集成与优化：集成OpenAI API实现智能问答功能，实现流式输出、多轮对话、上下文记忆，优化AI回答的准确性和用户体验。

4. UI/UX设计与实现：使用Ant Design 5和Tailwind CSS实现现代化、响应式的用户界面，确保PC端和移动端的完美适配，优化交互体验和视觉效果。

5. 数据管理与服务层：设计并实现数据服务层，包括分子数据、实验数据、元素周期表数据等，使用LocalStorage实现数据持久化，构建完整的数据模型。

6. 状态管理：使用Zustand实现全局状态管理，管理聊天会话、分子选择、计算历史等状态，确保数据流清晰和状态同步。